提高一般院校材料力學實驗教學效果的思索

[摘 要]根據一般院校材料力學實驗教學的特殊性，分析其硬件條件難以改善和普通教改不一定適合它。結合教學實際，提出“從形而上著手提高的方法”來解決這一問題，并對這一方法在自身的實踐中進行了總結。

[關鍵詞]一般院校 材料力學實驗 教學效果 思索

[中圖分類號] N45 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）16-0071-03

一、前言

縱觀力學的發展史，力學許多理論的產生都直接或間接地和力學實驗有關，力學實驗是力學這個科學體系建立的基礎和發展的基本方法。武際可先生提到，力學本質上是“一門觀察和實驗科學”。因此，力學實驗教學的重要性是不言而喻的，同時提高力學實驗教學的意義也就顯得非常重要。

材料力學實驗是高等工程教育中的重要力學實驗之一，幾乎所有工科類高等院校都具有。但不同層次的院校，在這個教學環節中表現出來的教學水平存在很大的差異。從這方面考慮，在這里把高校分成三大類，第一類是具有較高水平以研究型為主的院校（在這里就稱為重點院校），它們具有深厚的教學底蘊，能獲得比較多的社會資源，教學資源豐富，具有很高的教學水平；第二類是以教學為主研究為輔的普通院校（在這里就稱為一般院校），教學資源相對欠缺，它們在這一環節還相對薄弱，但其在教學方面卻有很強的需求；第三類是高職院校，它們主要以培養技能型人才為主，著重于技能的培訓，雖然這方面非常薄弱，但本身對這個方面需求不是很強。

第二類院校（一般院校）所占高校學生總人數最多，普及面更廣，如果解決好，對提高整個民族人才隊伍素養，對國家未來發展的影響都是不可估量的。但一般院校通常教學資源匱乏，我所處的高校正處于這一類。它所獲得的國家教育投入有限，還處于襁褓中，需要發展，需要人力財力的支持，但往往它們缺的就是人力和財力。如何在這樣的情況下提高一般院校材料力學實驗教學效果就顯得很有意義。

二、目前的狀況

（一）問題存在的可能原因

一般院校在材料力學實驗教學效果方面非常不理想，這個結論也被相當多社會用人單位所反映。具體的原因可能有：（1）院校沒有足夠的硬件條件保證，使學生沒有充足的實踐機會來加強這方面的能力；（2）學生本身的重視程度不夠；（3）學校本身不注重對材料力學實驗的教學，投入不夠；（4）從事這部分教學工作的教師教學態度和自身的專業素養水平影響了教學效果。這些原因的具體影響方式在這里不作詳細論述。

（二）硬件條件提高難

一般院校硬件條件的相對薄弱是長期存在的，這里有歷史發展的原因。要大幅提高硬件條件也不現實。因為國家對重點院校重點支持，讓這部分院校發展有足夠的保障，使其能高速發展，保持其先進性來帶動整個教育體系的發展。這是國家戰略的需要，也是社會發展的需要。因此要使一般院校短期內獲得大量的社會資源是不太可能的，這一發展環境也決定了硬件條件永遠是它的短板。所以，要解決這一問題，就只能從自身出發，最常見的解決方法是重點發展自身的優勢專業，提高優勢專業的硬件條件。這種做法局限性很強，通常著眼于專業課程方面硬件的提高，而材料力學實驗教學屬于基礎課程，它就無力顧及。

（三）教改不一定合適一般院校

目前，各類教改都在如火如荼地進行，其目的是為了提高教學效果，努力培養更優秀的人才。很多材料力學實驗教改都需要有一定的財力投入和硬件條件支撐才能見效果，而一般院校所能提供的資金有限，需要投入的方面很多，靠大量資金投入來提高材料力學實驗硬件條件是不太可能的。所以目前像我所在的這樣一般院校，經費比較緊張，硬件條件欠缺比較多，不一定適合這樣的教改。

三、“從形而上著手提高的方法”可行性

學識的增加有兩種途徑，一種是從形而下到形而上，另一種是從形而上到形而下。第一種途徑，通過形而下積累（動手進行大量的實踐積累經驗）到一定程度就可以上升到形而上（自身的素質，理論水平等）。當然，反過來形而上可以指導形而下，這使得這個學習模式進入良性循環。第二種途徑，形而上積累（自身的素質，理論水平等）到一定程度就可以很好地指導形而下（動手進行實踐），使我們的實踐變得更高效。當然，接下來形而下的積累還是可以上升到更高階段的形而上，這也可以使得學習模式進入良性循環。

具有豐富硬件條件的重點高校在材料力學實驗教學方面完全可以給學生足夠的實踐積累，讓學生在實踐中出真知。而硬件條件匱乏的一般院校，如果也努力像前者一樣從第一種途徑出發增加學生的學識，這無異于以己之短對彼之長，很顯然差距將越拉越大。這樣整個社會人才結構將出現斷層，應該出現的階梯性將消失，整個國家和社會并不希望看到這樣的結果。試回想解放初期，百廢待興，很多事業都是從零開始，硬件條件嚴重不足。老一輩沒有一味地抱怨條件艱苦，也沒有整天怨天尤人，在他們的艱苦努力下還是取得了許多重要成果。所以這個問題也完全可以解決，發掘自身的潛力，不被動接受變革，不坐等空想。如果從第二種途徑出發增加學生的學識，這樣來提高材料力學教學效果對硬件的依賴性就要弱很多。從科學的實驗方法、態度、習慣、思維方式等形而上的東西出發，增強提高學生實驗基本素質，就可以努力去克服實踐量不足的影響，使學生擁有良好的再學習和再實踐的素質。這應該是一般院校想要而且也是可以培養出的高水平人才。擁有這樣的素養，將來在工作中就能迅速開展好接觸到的新實踐（可能有因為硬件條件有限在學校沒有開展的，也可能是全新的實踐）。這就是我想在這里論述的“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果。從理論上分析這應該是可行的。

四、“從形而上著手提高的方法”所需條件

如何從現階段的實際情況出發，不大幅增加投入而提高教學效果，做好“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果，要做好下面三個方面的準備工作。

（一）調動學生的主觀能動性

首先要提高學生對材料力學實驗的重視程度，主觀上愿意學習相關知識和提高相關素養。充分發揮學生的主觀能動性，這是提高教學效果至關重要的內因。隨著社會對畢業生實踐能力要求的提高，學生群體在這方面意識已經明顯加強，只需教師加以正確引導。

（二）提高實驗教學人員的積極性

社會對實驗教學人員這一角色長期以來存在偏見，很多人不怎么認可實驗室工作人員的工作，認為他們附屬于理論教學。實驗人員在待遇方面確實受到不太公正的對待，譬如評職稱等，實驗教學人員能評上正高級職稱的人員很少。這使得許多有才干的人不愿意從事實驗教學工作。這方面需要學校加以重視，可以適當在政策上傾斜，吸引更多優秀的人才從事實驗教學工作。在這方面我校有所改善，對從事實驗教學的高水平人才有相關的鼓勵政策。這可以為提高教學效果做好人才儲備工作，同時也可以調動實驗教學人員的積極性。

（三）材料力學實驗教學人員的態度

實驗教學人員的態度很大程度上決定了實驗教學的效果，待遇、社會認可度等因素會影響實驗人員的積極性。許多高校理論教學人員和實驗教學人員的工作量評價體系都有很大不同，其實對實驗教學人員最好的認可就是做到同工同酬。即使是目前這樣的格局無法改變的情形下，作為一名實驗教學工作者，也應該具有基本的職業道德。所以我們實驗教學人員要端正自己的心態，全心全意做好自己本職工作。我們的付出大家是可以看到的，我們的努力終究能得到社會的認可。

五、“從形而上著手提高的方法”實施

關于“從形而上著手提高的方法”的實施，首先在教學方法方面的核心思想是：開拓學生思維角度，引導學生科學地獨立思考。本人在具體的材料力學實驗教學的過程中常用的方法有“問而不答，答而不斷”。“問而不答”是指給出問題但并不給出標準答案，啟示他們：“科學界不是每個問題都有答案，也許答案有好幾種，有的到目前為止也沒有找到”；“答而不斷”是指有學生給出了參考答案但不去判斷最后的正確與否，讓學生自己去判斷，培養他們的判斷力。在學生容易出錯的地方設問，引導他們去培養敏銳的洞察力；在學生出錯的時候進行反問，引導他們積極思考，養成反思總結的好習慣。

具體的實施方法是提高學生材料力學實驗基本素質，這也是實施“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果中的最關鍵環節。主要是從培養學生科學觀念、實驗方法、實驗習慣、思維方法等方面進行。對這個環節本人所做總結如下：

第一，在教學中讓學生知道，觀察事物是科學實驗方法中最重要的一步。同時收集資料和證據，總結分析，得出結論，提出意見和建議。實驗做完了，結果出來了，我們的實驗是不是就結束了？沒有。應用才是我們的最終目的，這也是唯物主義方法論中關于從實踐到理論再由理論到實踐的辨證原則。

第二，實驗培養的是學生思考問題、處理問題、觀察問題的能力。要做到抓住事物的本質，學會反思。多問自己一個為什么，同時要善于思考，勤于思考。要注重方法，思維是智慧的精華所在。在行動之前先思考和計劃，三思而后行，只有思維嚴謹才不至于造成不必要的浪費。這樣有利于提高學習和再學習的能力，以及接受新事物，學習新事物的能力。

第三，實驗報告要求“完整、簡練、準確”；提倡表述形式可以多樣化，如問：“用圖表來表述，目的為何？（直觀簡單）”。思路要清晰明了，簡約而不簡單，這要不斷總結提煉才能達到。工程人員處理問題的思路就是要把復雜的問題簡單化，不拖泥帶水。

第四，科學的態度，要嚴謹、仔細、認真、來不得馬虎，做事如此，為人亦應如此。操作要規范，認真研讀說明書，注意標志。實驗中要有實事求是的科學態度。同時要保持學習積極性，培養學習興趣。要自信（明白“英雄莫問出處”的道理），全身心地投入。

第五，思維方法有許多，聚合思維法（又稱求同思維）、目標思維法、逆向思維法、移植思維法、聯想思維法、形象思維法、演繹思維法、歸納思維法等。可以在材料力學實驗教學的過程中訓練這些思維方法。比如：實驗室有測拉伸試件延伸率要用到V型磁鐵，有些好奇的學生會問到其原理，引導他們從其作用效果開始反過來推導它可能的工作原理，其實這就是逆向思維方法。

第六，不要因為自己得出的結論與他人有異就輕易下否定的結論，在科學界下結論要慎重。有些結論看似矛盾，但卻都有可能正確，因為它們最原始的來源不同。比如：“三角形的內角和在歐氏幾何里等于180°，在黎曼幾何里大于180°，在羅巴切夫幾何里小于180°。”

第七，舊的設備和技術認為落后了就沒有用了，其實不然，我們學的是實驗的方法和科學的實驗習慣，對培養實驗基本素養來說不受影響；不要什么都追求新穎，趕時髦，最后會容易變得華而不實。讓學生明白在實驗的過程中失敗是很正常的，它為成功積累著寶貴的經驗。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：碧 瑤]